KR102201881B1

KR102201881B1 - Rf signal generator and apparatus for treating substrate comprising the same

Info

Publication number: KR102201881B1
Application number: KR1020150114829A
Authority: KR
Inventors: 멜리키안; 미쉬라 아누라그
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2021-01-13
Also published as: KR20170020099A

Abstract

본 발명은 RF 신호 생성기 및 그를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기는, RF 신호를 발생시키는 다수의 발진기들; 상기 RF 신호의 파라미터를 조절하는 파라미터 조절부; 및 상기 발진기들 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부에 연결하되, 상기 파라미터 조절부에 연결되는 발진기를 반복적으로 변경하는 연결부;를 포함할 수 있다.The present invention relates to an RF signal generator and a substrate processing apparatus including the same. An RF signal generator according to an embodiment of the present invention includes a plurality of oscillators for generating an RF signal; A parameter adjusting unit for adjusting a parameter of the RF signal; And a connection unit that connects any one of the oscillators to the parameter control unit, and repeatedly changes an oscillator connected to the parameter control unit.

Description

RF signal generator and substrate processing device including the same TECHNICAL FIELD [0002] RF SIGNAL GENERATOR AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 RF 신호 생성기 및 그를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an RF signal generator and a substrate processing apparatus including the same.

반도체 공정 중 기판 위에 박막을 증착하거나 기판 위 박막을 식각하는 공정에 플라즈마가 사용되고 있다. 기판이 배치된 공정 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위해, 챔버에 설치된 전극이나 코일에 RF 신호를 인가하여 챔버 내에 전자장을 생성하고 챔버 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환시킨다.Plasma is used in a process of depositing a thin film on a substrate or etching a thin film on a substrate during semiconductor processing. In order to generate plasma in the process chamber in which the substrate is disposed, an RF signal is applied to an electrode or coil installed in the chamber to generate an electromagnetic field in the chamber and convert the process gas in the chamber into a plasma state.

최근 들어 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에 복수의 RF 전원들을 구비하여 서로 다른 주파수의 RF 신호들을 챔버에 공급함으로써 공정 효율의 향상을 꾀하고 있다. 그러나, 기판 처리 장치에 구비되는 RF 전원의 수가 늘어남에 따라 장치의 사이즈 및 가격도 동반하여 상승하게 되며 전원 제어도 복잡하게 된다.In recent years, a substrate processing apparatus using plasma is equipped with a plurality of RF power sources to supply RF signals of different frequencies to the chamber, thereby improving process efficiency. However, as the number of RF power sources provided in the substrate processing apparatus increases, the size and cost of the apparatus also increase, and power control becomes complicated.

본 발명의 실시예는 장비에 구비되는 RF 전원의 개수 증가에 따른 사이즈 및 가격 상승을 억제하고 전원의 단순한 제어를 달성하기 위한 RF 신호 생성기 및 그를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an RF signal generator and a substrate processing apparatus including the same for suppressing an increase in size and price due to an increase in the number of RF power sources provided in equipment and achieving simple control of power.

본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기는, RF 신호를 발생시키는 다수의 발진기들; 상기 RF 신호의 파라미터를 조절하는 파라미터 조절부; 및 상기 발진기들 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부에 연결하되, 상기 파라미터 조절부에 연결되는 발진기를 반복적으로 변경하는 연결부;를 포함할 수 있다.An RF signal generator according to an embodiment of the present invention includes a plurality of oscillators for generating an RF signal; A parameter adjusting unit for adjusting a parameter of the RF signal; And a connection unit that connects any one of the oscillators to the parameter control unit, and repeatedly changes an oscillator connected to the parameter control unit.

상기 발진기들은: 서로 다른 주파수의 RF 신호를 발생시킬 수 있다.The oscillators may: generate RF signals of different frequencies.

상기 파라미터 조절부는: 상기 RF 신호의 위상을 조절하는 위상 조절부; 및 상기 RF 신호의 파워를 조절하는 파워 조절부; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The parameter adjusting unit: a phase adjusting unit for adjusting the phase of the RF signal; And a power adjusting unit that adjusts the power of the RF signal. It may include at least one of.

상기 파라미터 조절부는: 상기 위상 조절부가 상기 RF 신호의 위상을 조절한 뒤, 상기 파워 조절부가 상기 위상이 조절된 RF 신호의 파워를 조절하도록 구성될 수 있다.The parameter adjusting unit: After the phase adjusting unit adjusts the phase of the RF signal, the power adjusting unit may be configured to adjust the power of the phase-adjusted RF signal.

상기 파라미터 조절부는: 상기 위상 조절부 및 상기 파워 조절부가 종속 접속되도록 구성될 수 있다.The parameter adjusting unit: The phase adjusting unit and the power adjusting unit may be cascaded.

상기 파워 조절부는: 상기 RF 신호의 진폭을 증폭시키는 증폭기를 포함할 수 있다.The power control unit may include an amplifier that amplifies the amplitude of the RF signal.

상기 연결부는: 상기 파라미터 조절부에 연결되는 발진기를 상기 RF 신호의 주기보다 짧거나 같은 주기로 변경할 수 있다.The connection unit: The oscillator connected to the parameter control unit may be changed to a period shorter than or equal to that of the RF signal.

상기 연결부는: 상기 파라미터 조절부에 연결되는 발진기를 상기 발진기들이 발생시키는 RF 신호들 중 주파수가 가장 높은 RF 신호의 주기보다 짧거나 같은 주기로 변경할 수 있다.The connection unit: The oscillator connected to the parameter control unit may be changed to a period shorter than or equal to a period of an RF signal having a highest frequency among RF signals generated by the oscillators.

상기 연결부는: 일단이 상기 파라미터 조절부의 입력단에 연결되고, 타단이 상기 발진기들의 출력단들 사이에서 스위칭되는 스위치를 포함할 수 있다.The connection unit: may include a switch having one end connected to the input terminal of the parameter control unit and the other end switching between the output terminals of the oscillators.

본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기는, 제 1 주파수의 RF 신호를 발생시키는 제 1 발진기; 상기 제 1 주파수보다 높은 제 2 주파수의 RF 신호를 발생시키는 제 2 발진기; 상기 제 1 또는 제 2 발진기로부터 출력된 RF 신호의 위상을 조절하는 위상 조절부; 상기 위상 조절부로부터 출력된 RF 신호를 증폭시키는 증폭기; 및 일단이 상기 위상 조절부의 입력단에 연결되고, 타단이 상기 제 1 발진기의 출력단과 상기 제 2 발진기의 출력단 사이에서 스위칭되는 스위치;를 포함할 수 있다.An RF signal generator according to an embodiment of the present invention includes: a first oscillator for generating an RF signal of a first frequency; A second oscillator generating an RF signal of a second frequency higher than the first frequency; A phase adjuster for adjusting the phase of the RF signal output from the first or second oscillator; An amplifier amplifying the RF signal output from the phase control unit; And a switch having one end connected to the input terminal of the phase control unit and the other end switching between the output terminal of the first oscillator and the output terminal of the second oscillator.

상기 스위치는: 상기 타단이 상기 제 2 주파수의 RF 신호의 주기보다 짧거나 같은 시간 간격으로 스위칭될 수 있다.The switch: The other end may be switched at a time interval shorter than or equal to the period of the RF signal of the second frequency.

상기 제 1 발진기는 2 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시키고, 상기 제 2 발진기는 13.56 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시키고, 상기 스위치는 상기 타단이 1 ns의 시간 간격으로 스위칭될 수 있다.The first oscillator generates an RF signal having a frequency of 2 MHz, the second oscillator generates an RF signal having a frequency of 13.56 MHz, and the switch may be switched at a time interval of 1 ns at the other end. .

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에서 상기 기판을 지지하는 기판 지지 어셈블리; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛; 및 상기 챔버 내의 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 발생 유닛을 포함하며, 상기 플라즈마 발생 유닛은: RF 신호를 생성하는 RF 전원; 및 상기 RF 신호를 공급받아 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 소스를 포함하며, 상기 RF 전원은: RF 신호를 발생시키는 다수의 발진기들; 상기 RF 신호의 파라미터를 조절하는 파라미터 조절부; 및 상기 발진기들 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부에 연결하되, 상기 파라미터 조절부에 연결되는 발진기를 반복적으로 변경하는 연결부를 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber providing a space for processing a substrate; A substrate support assembly supporting the substrate in the chamber; A gas supply unit supplying gas into the chamber; And a plasma generating unit that excites the gas in the chamber into a plasma state, wherein the plasma generating unit comprises: an RF power supply generating an RF signal; And a plasma source for generating plasma by receiving the RF signal, wherein the RF power includes: a plurality of oscillators for generating an RF signal; A parameter adjusting unit for adjusting a parameter of the RF signal; And a connection part connecting any one of the oscillators to the parameter adjusting part, and repeatedly changing an oscillator connected to the parameter adjusting part.

상기 플라즈마 소스는: 상기 챔버에 구비된 전극 및 코일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plasma source may include at least one of an electrode and a coil provided in the chamber.

상기 발진기들은: 2 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시키는 제 1 발진기; 및 13.56 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시키는 제 2 발진기를 포함하며, 상기 스위치는 상기 타단이 1 ns의 시간 간격으로 스위칭될 수 있다.The oscillators include: a first oscillator generating an RF signal having a frequency of 2 MHz; And a second oscillator generating an RF signal having a frequency of 13.56 MHz, wherein the other end of the switch may be switched at a time interval of 1 ns.

본 발명의 실시예에 따르면, 장비에 구비되는 RF 전원의 수가 늘어남에 따라 장비의 사이즈 및 가격이 상승하는 것을 억제하고 복수의 RF 전원들을 단순하게 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to suppress an increase in the size and price of the equipment as the number of RF power supplies provided in the equipment increases, and simply control a plurality of RF power supplies.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기의 예시적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기의 예시적인 회로도이다.1 is an exemplary diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary block diagram of an RF signal generator according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary circuit diagram of an RF signal generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)를 나타내는 예시적인 도면이다.1 is an exemplary view showing a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 어셈블리(200), 샤워 헤드(300), 가스 공급 유닛(400), 배플 유닛(500) 및 플라즈마 발생 유닛을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 10 processes a substrate W using plasma. For example, the substrate processing apparatus 10 may perform an etching process on the substrate W. The substrate processing apparatus 10 may include a chamber 100, a substrate support assembly 200, a shower head 300, a gas supply unit 400, a baffle unit 500, and a plasma generation unit.

챔버(100)는 내부에 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 챔버(100)는 내부에 처리 공간을 가지고, 밀폐된 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 접지될 수 있다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 챔버의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 챔버(100)의 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.The chamber 100 may provide a processing space in which a substrate processing process is performed. The chamber 100 may have a processing space therein and may be provided in a sealed shape. The chamber 100 may be made of a metal material. The chamber 100 may be made of aluminum. The chamber 100 may be grounded. An exhaust hole 102 may be formed on the bottom surface of the chamber 100. The exhaust hole 102 may be connected to the exhaust line 151. The reaction by-products generated during the process and gas remaining in the interior space of the chamber may be discharged to the outside through the exhaust line 151. The inside of the chamber 100 may be reduced to a predetermined pressure by the exhaust process.

일 예에 의하면, 챔버(100) 내부에는 라이너(130)가 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측면과 접촉하도록 제공될 수 있다. 라이너(130)는 챔버(100)의 내측벽을 보호하여 챔버(100)의 내측벽이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 불순물이 챔버(100)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 선택적으로, 라이너(130)는 제공되지 않을 수도 있다.According to an example, a liner 130 may be provided inside the chamber 100. The liner 130 may have a cylindrical shape with open upper and lower surfaces. The liner 130 may be provided to contact the inner surface of the chamber 100. The liner 130 may protect the inner wall of the chamber 100 to prevent the inner wall of the chamber 100 from being damaged by arc discharge. In addition, it is possible to prevent impurities generated during the substrate processing process from being deposited on the inner wall of the chamber 100. Optionally, the liner 130 may not be provided.

챔버(100)의 내부에는 기판 지지 어셈블리(200)가 위치할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전 척(210)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판 지지 어셈블리(200)는 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전 척(210)을 포함하는 기판 지지 어셈블리(200)에 대하여 설명한다.A substrate support assembly 200 may be positioned inside the chamber 100. The substrate support assembly 200 may support the substrate W. The substrate support assembly 200 may include an electrostatic chuck 210 that adsorbs the substrate W using electrostatic force. Alternatively, the substrate support assembly 200 may support the substrate W in various ways such as mechanical clamping. Hereinafter, the substrate support assembly 200 including the electrostatic chuck 210 will be described.

기판 지지 어셈블리(200)는 정전 척(210), 하부 커버(250) 그리고 플레이트(270)를 포함할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(200)는 챔버(100) 내부에서 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다.The substrate support assembly 200 may include an electrostatic chuck 210, a lower cover 250 and a plate 270. The substrate support assembly 200 may be located inside the chamber 100 to be spaced apart from the bottom surface of the chamber 100 to the top.

정전 척(210)은 유전판(220), 몸체(230) 그리고 포커스 링(240)을 포함할 수 있다. 정전 척(210)은 기판(W)을 지지할 수 있다.The electrostatic chuck 210 may include a dielectric plate 220, a body 230 and a focus ring 240. The electrostatic chuck 210 may support the substrate W.

유전판(220)은 정전 척(210)의 상단에 위치할 수 있다. 유전판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 유전판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 유전판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 때문에, 기판(W)의 가장자리 영역은 유전판(220)의 외측에 위치할 수 있다.The dielectric plate 220 may be positioned on the top of the electrostatic chuck 210. The dielectric plate 220 may be provided with a disk-shaped dielectric substance. A substrate W may be placed on the upper surface of the dielectric plate 220. The upper surface of the dielectric plate 220 may have a radius smaller than that of the substrate W. Therefore, the edge region of the substrate W may be located outside the dielectric plate 220.

유전판(220)은 내부에 제 1 전극(223), 히터(225) 그리고 제 1 공급 유로(221)를 포함할 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공될 수 있다. 제 1 공급 유로(221)는 서로 이격하여 복수 개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공될 수 있다.The dielectric plate 220 may include a first electrode 223, a heater 225, and a first supply passage 221 therein. The first supply passage 221 may be provided from an upper surface to a lower surface of the dielectric plate 210. A plurality of first supply passages 221 may be formed to be spaced apart from each other, and may be provided as passages through which a heat transfer medium is supplied to the bottom surface of the substrate W.

제 1 전극(223)은 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 전원(223a)은 직류 전원을 포함할 수 있다. 제 1 전극(223)과 제 1 전원(223a) 사이에는 스위치(223b)가 설치될 수 있다. 제 1 전극(223)은 스위치(223b)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 제 1 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치(223b)가 온(ON)되면, 제 1 전극(223)에는 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 유전판(220)에 흡착될 수 있다.The first electrode 223 may be electrically connected to the first power source 223a. The first power source 223a may include a DC power source. A switch 223b may be installed between the first electrode 223 and the first power source 223a. The first electrode 223 may be electrically connected to the first power source 223a by on/off of the switch 223b. When the switch 223b is turned on, a direct current may be applied to the first electrode 223. Electrostatic force acts between the first electrode 223 and the substrate W by the current applied to the first electrode 223, and the substrate W may be adsorbed to the dielectric plate 220 by the electrostatic force.

히터(225)는 제 1 전극(223)의 하부에 위치할 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제 2 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 유전판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.The heater 225 may be located under the first electrode 223. The heater 225 may be electrically connected to the second power source 225a. The heater 225 may generate heat by resisting the current applied from the second power source 225a. The generated heat may be transferred to the substrate W through the dielectric plate 220. The substrate W may be maintained at a predetermined temperature by the heat generated by the heater 225. The heater 225 may include a spiral-shaped coil.

유전판(220)의 하부에는 몸체(230)가 위치할 수 있다. 유전판(220)의 저면과 몸체(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 몸체(230)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 몸체(230)의 상면은 중심 영역이 가장자리 영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 몸체(230)의 상면 중심 영역은 유전판(220)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(220)의 저면과 접착될 수 있다. 몸체(230)는 내부에 제 1 순환 유로(231), 제 2 순환 유로(232) 그리고 제 2 공급 유로(233)가 형성될 수 있다.A body 230 may be positioned under the dielectric plate 220. The lower surface of the dielectric plate 220 and the upper surface of the body 230 may be bonded by an adhesive 236. The body 230 may be made of aluminum. The upper surface of the body 230 may be stepped so that the center region is positioned higher than the edge region. The central region of the upper surface of the body 230 has an area corresponding to the lower surface of the dielectric plate 220 and may be adhered to the lower surface of the dielectric plate 220. The body 230 may have a first circulation passage 231, a second circulation passage 232, and a second supply passage 233 formed therein.

제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제 1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다.The first circulation passage 231 may be provided as a passage through which the heat transfer medium circulates. The first circulation passage 231 may be formed in a spiral shape inside the body 230. Alternatively, the first circulation passage 231 may be arranged so that ring-shaped passages having different radii from each other have the same center. Each of the first circulation passages 231 may communicate with each other. The first circulation passages 231 may be formed at the same height.

제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 몸체(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제 2 순환 유로(232)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제 2 순환 유로(232)들은 서로 연통될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제 2 순환 유로(232)들은 동일한 높이에 형성될 수 있다. 제 2 순환 유로(232)는 제 1 순환 유로(231)의 하부에 위치될 수 있다.The second circulation passage 232 may be provided as a passage through which the cooling fluid circulates. The second circulation passage 232 may be formed in a spiral shape inside the body 230. Alternatively, the second circulation passage 232 may be arranged such that ring-shaped passages having different radii from each other have the same center. Each of the second circulation passages 232 may communicate with each other. The second circulation passage 232 may have a larger cross-sectional area than the first circulation passage 231. The second circulation passages 232 may be formed at the same height. The second circulation passage 232 may be located below the first circulation passage 231.

제 2 공급 유로(233)는 제 1 순환 유로(231)부터 상부로 연장되며, 몸체(230)의 상면으로 제공될 수 있다. 제 2 공급 유로(243)는 제 1 공급 유로(221)에 대응하는 개수로 제공되며, 제 1 순환 유로(231)와 제 1 공급 유로(221)를 연결할 수 있다.The second supply passage 233 extends upward from the first circulation passage 231 and may be provided as an upper surface of the body 230. The second supply passage 243 is provided in a number corresponding to the first supply passage 221, and may connect the first circulation passage 231 and the first supply passage 221.

제 1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제 1 순환 유로(231)에 공급되며, 제 2 공급 유로(233)와 제 1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 플라즈마에서 기판(W)으로 전달된 열이 정전 척(210)으로 전달되는 매개체 역할을 할 수 있다.The first circulation passage 231 may be connected to the heat transfer medium storage unit 231a through the heat transfer medium supply line 231b. A heat transfer medium may be stored in the heat transfer medium storage unit 231a. The heat transfer medium may include an inert gas. According to an embodiment, the heat transfer medium may include helium (He) gas. The helium gas is supplied to the first circulation passage 231 through the supply line 231b, and may be supplied to the bottom of the substrate W through the second supply passage 233 and the first supply passage 221 in sequence. . The helium gas may serve as a medium through which heat transferred from the plasma to the substrate W is transferred to the electrostatic chuck 210.

제 2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제 2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제 2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 몸체(230)를 냉각할 수 있다. 몸체(230)는 냉각되면서 유전판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다.The second circulation passage 232 may be connected to the cooling fluid storage unit 232a through the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid may be stored in the cooling fluid storage unit 232a. A cooler 232b may be provided in the cooling fluid storage unit 232a. The cooler 232b may cool the cooling fluid to a predetermined temperature. Alternatively, the cooler 232b may be installed on the cooling fluid supply line 232c. The cooling fluid supplied to the second circulation passage 232 through the cooling fluid supply line 232c may circulate along the second circulation passage 232 to cool the body 230. As the body 230 is cooled, the dielectric plate 220 and the substrate W are cooled together to maintain the substrate W at a predetermined temperature.

몸체(230)는 금속판을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 몸체(230) 전체가 금속판으로 제공될 수 있다. 몸체(230)는 제 3 전원(235a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 3 전원(235a)은 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 고주파 전원은 RF 전원을 포함할 수 있다. 몸체(230)는 제 3 전원(235a)으로부터 고주파 전력을 인가받을 수 있다. 이로 인하여 몸체(230)는 전극으로서 기능할 수 있다.The body 230 may include a metal plate. According to an example, the entire body 230 may be provided as a metal plate. The body 230 may be electrically connected to the third power source 235a. The third power source 235a may be provided as a high frequency power source generating high frequency power. The high frequency power source may include an RF power source. The body 230 may receive high frequency power from the third power source 235a. Due to this, the body 230 can function as an electrode.

포커스 링(240)은 정전 척(210)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 포커스 링(240)은 링 형상을 가지며, 유전판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면은 외측부(240a)가 내측부(240b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 상면과 동일 높이에 위치될 수 있다. 포커스 링(240)의 상면 내측부(240b)는 유전판(220)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 포커스 링(240)의 외측부(240a)는 기판(W)의 가장자리 영역을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 포커스 링(240)은 기판(W)의 전체 영역에서 플라즈마의 밀도가 균일하게 분포하도록 전자기장을 제어할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라즈마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.The focus ring 240 may be disposed in an edge region of the electrostatic chuck 210. The focus ring 240 has a ring shape and may be disposed along the circumference of the dielectric plate 220. The upper surface of the focus ring 240 may be stepped so that the outer portion 240a is higher than the inner portion 240b. The inner portion 240b of the upper surface of the focus ring 240 may be positioned at the same height as the upper surface of the dielectric plate 220. The inner portion 240b of the upper surface of the focus ring 240 may support an edge region of the substrate W positioned outside the dielectric plate 220. The outer portion 240a of the focus ring 240 may be provided to surround an edge region of the substrate W. The focus ring 240 may control the electromagnetic field so that the plasma density is uniformly distributed over the entire area of the substrate W. Accordingly, plasma is uniformly formed over the entire area of the substrate W, so that each area of the substrate W can be uniformly etched.

하부 커버(250)는 기판 지지 어셈블리(200)의 하단부에 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 챔버(100)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)는 상면이 개방된 공간(255)이 내부에 형성될 수 있다. 하부 커버(250)의 외부 반경은 몸체(230)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 정전 척(210)으로 이동시키는 리프트 핀 모듈(미도시) 등이 위치할 수 있다. 리프트 핀 모듈(미도시)은 하부 커버(250)로부터 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(250)의 저면은 금속 재질로 제공될 수 있다. 하부 커버(250)의 내부 공간(255)은 공기가 제공될 수 있다. 공기는 절연체보다 유전율이 낮으므로 기판 지지 어셈블리(200) 내부의 전자기장을 감소시키는 역할을 할 수 있다.The lower cover 250 may be located at the lower end of the substrate support assembly 200. The lower cover 250 may be positioned to be spaced apart from the bottom surface of the chamber 100 to the top. The lower cover 250 may have a space 255 with an open top surface formed therein. The outer radius of the lower cover 250 may be provided with the same length as the outer radius of the body 230. In the inner space 255 of the lower cover 250, a lift pin module (not shown) for moving the conveyed substrate W from an external conveying member to the electrostatic chuck 210 may be located. The lift pin module (not shown) may be spaced apart from the lower cover 250 by a predetermined distance. The bottom surface of the lower cover 250 may be made of a metal material. Air may be provided in the inner space 255 of the lower cover 250. Since air has a lower dielectric constant than the insulator, it may serve to reduce an electromagnetic field inside the substrate support assembly 200.

하부 커버(250)는 연결 부재(253)를 가질 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면과 챔버(100)의 내측벽을 연결할 수 있다. 연결 부재(253)는 하부 커버(250)의 외측면에 일정한 간격으로 복수 개 제공될 수 있다. 연결 부재(253)는 기판 지지 어셈블리(200)를 챔버(100) 내부에서 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(253)는 챔버(100)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(250)가 전기적으로 접지되도록 할 수 있다. 제 1 전원(223a)과 연결되는 제 1 전원라인(223c), 제 2 전원(225a)과 연결되는 제 2 전원라인(225c), 제 3 전원(235a)과 연결되는 제 3 전원라인(235c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c) 등은 연결 부재(253)의 내부 공간(255)을 통해 하부 커버(250) 내부로 연장될 수 있다.The lower cover 250 may have a connection member 253. The connection member 253 may connect the outer surface of the lower cover 250 and the inner wall of the chamber 100. A plurality of connection members 253 may be provided on the outer surface of the lower cover 250 at regular intervals. The connection member 253 may support the substrate support assembly 200 inside the chamber 100. In addition, the connection member 253 may be connected to the inner wall of the chamber 100 so that the lower cover 250 may be electrically grounded. A first power line 223c connected to the first power source 223a, a second power line 225c connected to the second power source 225a, and a third power line 235c connected to the third power source 235a , The heat transfer medium supply line 231b connected to the heat transfer medium storage unit 231a and the cooling fluid supply line 232c connected to the cooling fluid storage unit 232a are lower through the inner space 255 of the connection member 253 It may extend into the cover 250.

정전 척(210)과 하부 커버(250)의 사이에는 플레이트(270)가 위치할 수 있다. 플레이트(270)는 하부 커버(250)의 상면을 덮을 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)에 상응하는 단면적으로 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 절연체를 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 플레이트(270)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 플레이트(270)는 몸체(230)와 하부 커버(250)의 전기적 거리를 증가시키는 역할을 할 수 있다.A plate 270 may be positioned between the electrostatic chuck 210 and the lower cover 250. The plate 270 may cover the upper surface of the lower cover 250. The plate 270 may be provided with a cross-sectional area corresponding to the body 230. The plate 270 may include an insulator. According to an example, one or more plates 270 may be provided. The plate 270 may serve to increase the electrical distance between the body 230 and the lower cover 250.

샤워 헤드(300)는 챔버(100) 내부에서 기판 지지 어셈블리(200)의 상부에 위치할 수 있다. 샤워 헤드(300)는 기판 지지 어셈블리(200)와 대향하도록 위치할 수 있다.The shower head 300 may be located above the substrate support assembly 200 in the chamber 100. The shower head 300 may be positioned to face the substrate support assembly 200.

샤워 헤드(300)는 가스 분산판(310)과 지지부(330)를 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 챔버(100)의 상면에서 하부로 일정거리 이격되어 위치할 수 있다. 가스 분산판(310)과 챔버(100)의 상면은 그 사이에 일정한 공간이 형성될 수 있다. 가스 분산판(310)은 두께가 일정한 판 형상으로 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)의 저면은 플라즈마에 의한 아크 발생을 방지하기 위하여 그 표면이 양극화 처리될 수 있다. 가스 분산판(310)의 단면은 기판 지지 어셈블리(200)와 동일한 형상과 단면적을 가지도록 제공될 수 있다. 가스 분산판(310)은 복수 개의 분사홀(311)을 포함할 수 있다. 분사홀(311)은 가스 분산판(310)의 상면과 하면을 수직 방향으로 관통할 수 있다. 가스 분산판(310)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 가스 분산판(310)은 제 4 전원(351)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 4 전원(351)은 고주파 전원으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 가스 분산판(310)은 전기적으로 접지될 수도 있다. 가스 분산판(310)은 제 4 전원(351)과 전기적으로 연결되거나, 접지되어 전극으로서 기능할 수 있다.The shower head 300 may include a gas distribution plate 310 and a support part 330. The gas distribution plate 310 may be positioned at a predetermined distance apart from the upper surface of the chamber 100 to the lower side. A certain space may be formed between the gas distribution plate 310 and the upper surface of the chamber 100. The gas distribution plate 310 may be provided in a plate shape having a constant thickness. The bottom surface of the gas distribution plate 310 may be anodized to prevent arcing by plasma. The cross-section of the gas distribution plate 310 may be provided to have the same shape and cross-sectional area as the substrate support assembly 200. The gas distribution plate 310 may include a plurality of injection holes 311. The injection hole 311 may vertically penetrate the upper and lower surfaces of the gas distribution plate 310. The gas distribution plate 310 may include a metal material. The gas distribution plate 310 may be electrically connected to the fourth power source 351. The fourth power source 351 may be provided as a high frequency power source. Alternatively, the gas distribution plate 310 may be electrically grounded. The gas distribution plate 310 may be electrically connected to the fourth power source 351 or may be grounded to function as an electrode.

지지부(330)는 가스 분산판(310)의 측부를 지지할 수 있다. 지지부(330)는 상단이 챔버(100)의 상면과 연결되고, 하단이 가스 분산판(310)의 측부와 연결될 수 있다. 지지부(330)는 비금속 재질을 포함할 수 있다.The support part 330 may support a side part of the gas distribution plate 310. The upper end of the support part 330 may be connected to the upper surface of the chamber 100, and the lower end may be connected to the side part of the gas distribution plate 310. The support part 330 may include a non-metal material.

가스 공급 유닛(400)은 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(400)은 가스 공급 노즐(410), 가스 공급 라인(420), 그리고 가스 저장부(430)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(410)은 챔버(100)의 상면 중앙부에 설치될 수 있다. 가스 공급 노즐(410)의 저면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구는 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 공급 노즐(410)과 가스 저장부(430)를 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(420)은 가스 저장부(430)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(410)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(420)에는 밸브(421)가 설치될 수 있다. 밸브(421)는 가스 공급 라인(420)을 개폐하며, 가스 공급 라인(420)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.The gas supply unit 400 may supply a process gas into the chamber 100. The gas supply unit 400 may include a gas supply nozzle 410, a gas supply line 420, and a gas storage unit 430. The gas supply nozzle 410 may be installed in the center of the upper surface of the chamber 100. An injection hole may be formed at the bottom of the gas supply nozzle 410. The injection port may supply a process gas into the chamber 100. The gas supply line 420 may connect the gas supply nozzle 410 and the gas storage unit 430. The gas supply line 420 may supply the process gas stored in the gas storage unit 430 to the gas supply nozzle 410. A valve 421 may be installed in the gas supply line 420. The valve 421 opens and closes the gas supply line 420 and may adjust the flow rate of the process gas supplied through the gas supply line 420.

배플 유닛(500)은 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 어셈블리(200)의 사이에 위치될 수 있다. 배플(510)은 환형의 링 형상으로 제공될 수 있다. 배플(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성될 수 있다. 챔버(100) 내에 제공된 공정 가스는 배플(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배플(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정 가스의 흐름이 제어될 수 있다.The baffle unit 500 may be positioned between the inner wall of the chamber 100 and the substrate support assembly 200. The baffle 510 may be provided in an annular ring shape. A plurality of through holes 511 may be formed in the baffle 510. The process gas provided in the chamber 100 may pass through the through holes 511 of the baffle 510 and be exhausted to the exhaust hole 102. The flow of the process gas may be controlled according to the shape of the baffle 510 and the shape of the through holes 511.

플라즈마 발생 유닛은 챔버(100) 내 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다. 상기 플라즈마 발생 유닛은 용량 결합형 플라즈마(CCP: capacitively coupled plasma) 타입의 플라즈마 소스를 사용할 수 있다. CCP 타입의 플라즈마 소스가 사용되는 경우, 챔버(100)의 내부에 상부 전극 및 하부 전극이 포함될 수 있다. 상부 전극 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 이 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정이 수행될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극은 샤워 헤드(300)로 제공되고, 하부 전극은 몸체(230)로 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수도 있다. 이로 인하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생될 수 있다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킬 수 있다.The plasma generating unit may excite the process gas in the chamber 100 in a plasma state. The plasma generating unit may use a capacitively coupled plasma (CCP) type plasma source. When a CCP type plasma source is used, an upper electrode and a lower electrode may be included in the chamber 100. The upper electrode and the lower electrode may be disposed vertically and parallel to each other in the chamber 100. One of the electrodes may apply high frequency power and the other electrode may be grounded. An electromagnetic field is formed in the space between the two electrodes, and a process gas supplied to the space may be excited in a plasma state. A substrate processing process can be performed using this plasma. According to an example, the upper electrode may be provided as the shower head 300 and the lower electrode may be provided as the body 230. High-frequency power may be applied to the lower electrode, and the upper electrode may be grounded. Alternatively, high-frequency power may be applied to both the upper electrode and the lower electrode. Accordingly, an electromagnetic field may be generated between the upper electrode and the lower electrode. The generated electromagnetic field may excite the process gas provided into the chamber 100 into a plasma state.

이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of processing a substrate using the substrate processing apparatus described above will be described.

기판 지지 어셈블리(200)에 기판(W)이 놓이면, 제 1 전원(223a)으로부터 제 1 전극(223)에 직류 전류가 인가될 수 있다. 제 1 전극(223)에 인가된 직류 전류에 의해 제 1 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 정전 척(210)에 흡착될 수 있다.When the substrate W is placed on the substrate support assembly 200, a direct current may be applied from the first power source 223a to the first electrode 223. Electrostatic force acts between the first electrode 223 and the substrate W by the direct current applied to the first electrode 223, and the substrate W may be adsorbed to the electrostatic chuck 210 by the electrostatic force.

기판(W)이 정전 척(210)에 흡착되면, 가스 공급 노즐(410)을 통하여 챔버(100) 내부에 공정 가스가 공급될 수 있다. 공정 가스는 샤워 헤드(300)의 분사홀(311)을 통하여 챔버(100)의 내부 영역으로 균일하게 분사될 수 있다. 제 3 전원(235a)에서 생성된 고주파 전력은 하부 전극으로 제공되는 몸체(230)에 인가될 수 있다. 상부 전극으로 제공되는 샤워 헤드의 분사판(310)은 접지될 수 있다. 상부 전극과 하부 전극 사이에는 전자기력이 발생할 수 있다. 전자기력은 기판 지지 어셈블리(200)와 샤워 헤드(300) 사이의 공정 가스를 플라즈마로 여기시킬 수 있다. 플라즈마는 기판(W)으로 제공되어 기판(W)을 처리할 수 있다. 플라즈마는 식각 공정을 수행할 수 있다.When the substrate W is adsorbed on the electrostatic chuck 210, the process gas may be supplied into the chamber 100 through the gas supply nozzle 410. The process gas may be uniformly injected into the inner region of the chamber 100 through the injection hole 311 of the shower head 300. The high frequency power generated by the third power source 235a may be applied to the body 230 provided as the lower electrode. The spray plate 310 of the shower head provided as an upper electrode may be grounded. Electromagnetic force may be generated between the upper electrode and the lower electrode. The electromagnetic force may excite the process gas between the substrate support assembly 200 and the shower head 300 with plasma. Plasma is provided as the substrate W to process the substrate W. Plasma may perform an etching process.

도 1에 도시된 기판 처리 장치(10)는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스(예컨대, 챔버 내에 설치된 전극)를 이용하여 챔버(100) 내에 전기장을 생성함으로써 플라즈마를 생성하였다. 하지만, 기판 처리 장치(10)는 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 ICP(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 소스(예컨대, 챔버의 외부 또는 내부에 설치되는 코일)를 이용하여 전자기장을 유도함으로써 플라즈마를 생성할 수도 있다.The substrate processing apparatus 10 illustrated in FIG. 1 generates plasma by generating an electric field in the chamber 100 using a capacitively coupled plasma (CCP) type plasma source (eg, an electrode installed in the chamber). However, the substrate processing apparatus 10 is not limited thereto and generates plasma by inducing an electromagnetic field using an ICP (Inductively Coupled Plasma) type plasma source (eg, a coil installed outside or inside a chamber) according to an embodiment. You may.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기(600)의 예시적인 블록도이다.2 is an exemplary block diagram of an RF signal generator 600 according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 생성기(600)는 기판 처리 장치(10)에서 챔버(100) 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 전극과 같은 플라즈마 소스에 RF 신호를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 RF 신호 생성기(600)는 기판 처리 장치(10)에서 하부 전극으로 기능하는 몸체(230)에 RF 신호를 공급하는 제 3 전원(235a)으로 사용될 수 있으며, 상부 전극으로 기능하는 가스 분산판(310)에 RF 신호를 공급하는 제 4 전원(351)으로 사용될 수 있다.The RF signal generator 600 according to an embodiment of the present invention to be described later may supply an RF signal to a plasma source such as an electrode to generate plasma in the chamber 100 in the substrate processing apparatus 10. In this case, the RF signal generator 600 may be used as a third power source 235a supplying an RF signal to the body 230 functioning as a lower electrode in the substrate processing apparatus 10, and a gas functioning as an upper electrode. It may be used as a fourth power source 351 that supplies an RF signal to the dispersion plate 310.

도 2를 참조하면, 상기 RF 신호 생성기(600)는 다수의 발진기들(610), 파라미터 조절부(620) 및 연결부(630)를 포함할 수 있다. 상기 발진기들(610)은 RF 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 파라미터 조절부(620)는 RF 신호의 파라미터를 조절할 수 있다. 상기 연결부(630)는 상기 발진기들(610) 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부(620)에 연결하되, 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되는 발진기를 반복적으로 변경할 수 있다.Referring to FIG. 2, the RF signal generator 600 may include a plurality of oscillators 610, a parameter control unit 620 and a connection unit 630. The oscillators 610 may generate an RF signal. The parameter control unit 620 may adjust a parameter of an RF signal. The connection unit 630 connects any one of the oscillators 610 to the parameter control unit 620, and may repeatedly change the oscillator connected to the parameter control unit 620.

일 실시예에 따르면, 상기 발진기들(610)은 제 1 주파수의 RF 신호를 발생시키는 제 1 발진기(611), 및 제 2 주파수의 RF 신호를 발생시키는 제 2 발진기(612)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the oscillators 610 may include a first oscillator 611 that generates an RF signal of a first frequency, and a second oscillator 612 that generates an RF signal of a second frequency. .

일 실시예에 따르면, 상기 발진기들(610)은 서로 다른 주파수의 RF 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 발진기(611)는 2 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시키고, 상기 제 2 발진기(612)는 13.56 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시킬 수 있으나, 각각의 발진기가 발생시키는 RF 신호의 주파수는 이에 제한되지 않는다. 실시예에 따라, 상기 발진기들(610)은 동일한 주파수의 RF 신호를 발생시킬 수도 있다.According to an embodiment, the oscillators 610 may generate RF signals of different frequencies. For example, the first oscillator 611 may generate an RF signal having a frequency of 2 MHz, and the second oscillator 612 may generate an RF signal having a frequency of 13.56 MHz, but each oscillator The frequency of the generated RF signal is not limited thereto. According to an embodiment, the oscillators 610 may generate RF signals of the same frequency.

상기 발진기(611, 612)는 소정의 주파수로 진동하는 교류 신호를 발생시키기 위해 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator, VCO)를 사용할 수 있으나, 발진기의 종류는 이에 제한되지 않는다.The oscillators 611 and 612 may use a voltage controlled oscillator (VCO) to generate an AC signal vibrating at a predetermined frequency, but the type of the oscillator is not limited thereto.

상기 파라미터 조절부(620)는 상기 발진기(611, 612)가 발생시킨 RF 신호를 입력받아 RF 신호의 파라미터를 조절할 수 있다. 상기 파라미터 조절부(620)에 의해 조절되는 RF 신호의 파라미터는 RF 신호가 갖는 각종 특성으로서, 예컨대 위상, 진폭, 파워 등을 포함할 수 있다.The parameter adjusting unit 620 may receive an RF signal generated by the oscillators 611 and 612 and adjust a parameter of the RF signal. The parameters of the RF signal controlled by the parameter control unit 620 are various characteristics of the RF signal, and may include, for example, phase, amplitude, power, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터 조절부(620)는 RF 신호의 위상을 조절하는 위상 조절부, 및 RF 신호의 파워를 조절하는 파워 조절부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the parameter adjusting unit 620 may include at least one of a phase adjusting unit that adjusts the phase of the RF signal and a power adjusting unit that adjusts the power of the RF signal.

상기 파라미터 조절부(620)는 상기 발진기(611, 612)가 발생시킨 RF 신호의 파라미터를 조절하여 부하에 공급한다.The parameter control unit 620 adjusts the parameters of the RF signal generated by the oscillators 611 and 612 and supplies them to the load.

상기 연결부(630)는 상기 발진기들(610) 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부(620)에 연결시킨다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결부(630)는 상기 발진기들(610) 중에서 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되는 발진기를 반복적으로 변경할 수 있다.The connection part 630 connects any one of the oscillators 610 to the parameter control part 620. In addition, according to an embodiment of the present invention, the connection unit 630 may repeatedly change an oscillator connected to the parameter control unit 620 among the oscillators 610.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 신호 생성기(600)의 예시적인 회로도이다.3 is an exemplary circuit diagram of an RF signal generator 600 according to an embodiment of the present invention.

도 3에서 상기 발진기들(610)은 제 1 발진기(611) 및 제 2 발진기(612)를 포함하며, 상기 제 1 발진기(611)는 2 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시키고, 상기 제 2 발진기(612)는 13.56 MHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 발생시킬 수 있다.3, the oscillators 610 include a first oscillator 611 and a second oscillator 612, the first oscillator 611 generates an RF signal having a frequency of 2 MHz, and the second The oscillator 612 may generate an RF signal having a frequency of 13.56 MHz.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발진기들(610)은 제 1 및 제 2 발진기(611, 612) 외에도 노치 필터(notch filter)(613)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the oscillators 610 may further include a notch filter 613 in addition to the first and second oscillators 611 and 612.

상기 노치 필터(613)는 상기 발진기들(610) 중 제 1 발진기(611)가 상기 연결부(630)에 의해 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되어 제 1 주파수의 RF 신호가 상기 파라미터 조절부(620)에 출력되는 경우 출력되는 RF 신호로부터 제 2 주파수에 해당하는 성분을 제거하고, 상기 발진기들(610) 중 제 2 발진기(612)가 상기 연결부(630)에 의해 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되어 제 2 주파수의 RF 신호가 상기 파라미터 조절부(620)에 출력되는 경우 출력되는 RF 신호로부터 제 1 주파수에 해당하는 성분을 제거할 수 있다.In the notch filter 613, a first oscillator 611 of the oscillators 610 is connected to the parameter control unit 620 by the connection unit 630 so that an RF signal of a first frequency is transmitted to the parameter control unit ( When output to 620, the component corresponding to the second frequency is removed from the output RF signal, and the second oscillator 612 of the oscillators 610 is connected to the parameter control unit 620 by the connection unit 630. When the RF signal of the second frequency is connected to and is output to the parameter control unit 620, a component corresponding to the first frequency may be removed from the output RF signal.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 노치 필터(613)는 인덕터(L1, L2)와 커패시터(C1, C2)를 포함할 수 있으며, 트랜지스터(614)를 통해 상기 제 1 및 제 2 발진기(611, 612)에 연결될 수 있다.As shown in FIG. 3, the notch filter 613 may include inductors L1 and L2 and capacitors C1 and C2, and the first and second oscillators 611, through a transistor 614, 612).

또한, 상기 발진기들(610)은 대역 통과 필터들(BPF1, BPF2)을 포함할 수 있으며, 각각의 대역 통과 필터는 각각의 발진기가 발생시키는 RF 신호의 주파수 성분을 통과시키도록 구성된다.Also, the oscillators 610 may include band pass filters BPF1 and BPF2, and each band pass filter is configured to pass a frequency component of an RF signal generated by each oscillator.

예를 들어, 도 3에서 제 1 대역 통과 필터(BPF1)는 제 1 발진기(611)가 발생시키는 제 1 주파수(예컨대, 2 MHz)의 성분을 통과시키도록 구성되고, 제 2 대역 통과 필터(BPF2)는 제 2 발진기(612)가 발생시키는 제 2 주파수(예컨대, 13.56 MHz)의 성분을 통과시키도록 구성될 수 있다.For example, in FIG. 3, the first band pass filter BPF1 is configured to pass a component of a first frequency (eg, 2 MHz) generated by the first oscillator 611, and the second band pass filter BPF2 ) May be configured to pass a component of a second frequency (eg, 13.56 MHz) generated by the second oscillator 612.

추가적으로, 상기 발진기들(610)은 출력단(out1, out2)에 RF 신호의 전력을 조절하는 전력 조절기(615)를 더 포함할 수 있다. 상기 전력 조절기(615)는 상기 발진기들(610)로부터 출력되는 제 1 주파수의 RF 신호와 제 2 주파수의 RF 신호 간 전력 비율을 조절할 수 있다.Additionally, the oscillators 610 may further include a power regulator 615 that controls the power of the RF signal at the output terminals out1 and out2. The power adjuster 615 may adjust a power ratio between an RF signal of a first frequency and an RF signal of a second frequency output from the oscillators 610.

이 실시예에 따르면, 상기 전력 조절기(615)는 가변 리액턴스 소자를 포함할 수 있으며, 상기 가변 리액턴스 소자는 상기 RF 신호 생성기(600)의 동작을 제어하는 제어기(미도시)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 리액턴스가 변경될 수 있다.According to this embodiment, the power regulator 615 may include a variable reactance element, and the variable reactance element is applied to a control signal received from a controller (not shown) that controls the operation of the RF signal generator 600. Accordingly, the reactance can be changed.

그 결과, 제 1 출력단(out1)으로 출력되는 제 1 주파수의 RF 신호가 갖는 전력과 제 2 출력단(out2)으로 출력되는 제 2 주파수의 RF 신호가 갖는 전력의 비율이 상기 제어 신호에 따라 조절될 수 있다.As a result, the ratio of the power of the RF signal of the first frequency output to the first output terminal (out1) and the power of the RF signal of the second frequency output to the second output terminal (out2) will be adjusted according to the control signal. I can.

상기 연결부(630)는 상기 발진기들(610) 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부(620)에 연결하며, 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되는 발진기를 반복적으로 변경할 수 있다.The connection unit 630 connects any one of the oscillators 610 to the parameter control unit 620 and may repeatedly change the oscillator connected to the parameter control unit 620.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부(630)는 스위치를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the connection part 630 may include a switch.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 상기 연결부(630)는 일단이 상기 파라미터 조절부(620)의 입력단에 연결되고, 타단이 상기 발진기들(610)의 출력단들(out1, out2) 사이에서 스위칭되는 스위치를 포함할 수 있다. 상기 스위치의 타단이 상기 출력단들(out1, out2) 사이에서 주기적 또는 비주기적으로 반복하여 스위칭됨으로써, 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되는 발진기(611, 612)가 지속적으로 변경된다.For example, referring to FIG. 3, one end of the connection part 630 is connected to the input end of the parameter control part 620, and the other end is switched between the output terminals out1 and out2 of the oscillators 610. It may include a switch. As the other end of the switch is repeatedly switched periodically or aperiodically between the output terminals out1 and out2, the oscillators 611 and 612 connected to the parameter control unit 620 are continuously changed.

다시 말해, 상기 연결부(630)는 상기 발진기들(610)에서 발생되는 제 1 주파수의 RF 신호와 제 2 주파수의 RF 신호 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부(620)에 인가하되, 상기 파라미터 조절부(620)에 인가되는 RF 신호를 반복적으로 변경할 수 있다.In other words, the connection unit 630 applies any one of an RF signal of a first frequency and an RF signal of a second frequency generated from the oscillators 610 to the parameter control unit 620, and the parameter control unit The RF signal applied to 620 may be repeatedly changed.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결부(630)는 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되는 발진기(또는 상기 파라미터 조절부(620)에 인가되는 RF 신호)를 RF 신호의 주기보다 짧거나 같은 주기로 변경할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the connection unit 630 transmits the oscillator connected to the parameter control unit 620 (or the RF signal applied to the parameter control unit 620) at a period shorter than or equal to the period of the RF signal. You can change it.

상기 발진기들(610)이 서로 다른 주파수의 RF 신호들을 발생시키는 경우, 상기 연결부(630)는 상기 파라미터 조절부(620)에 연결되는 발진기(또는 상기 파라미터 조절부(620)에 인가되는 RF 신호)를 상기 RF 신호들 중 주파수가 가장 높은 RF 신호의 주기보다 짧거나 같은 주기로 변경할 수 있다.When the oscillators 610 generate RF signals of different frequencies, the connection unit 630 is an oscillator connected to the parameter control unit 620 (or an RF signal applied to the parameter control unit 620) May be changed to a period shorter than or equal to the period of the RF signal having the highest frequency among the RF signals.

예를 들어, 도 3에서 상기 스위치는 상기 타단이 제 1 주파수의 RF 신호와 제 2 주파수의 RF 신호 중 주파수가 더 높은 제 2 주파수의 RF 신호의 주기보다 짧거나 같은 시간 간격으로 스위칭될 수 있다.For example, in FIG. 3, the other end of the switch may be switched at a time interval shorter than or equal to a period of a second frequency RF signal having a higher frequency among the RF signal of the first frequency and the RF signal of the second frequency. .

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스위치는 나노초 단위로 스위칭되는 NEM(Nano Electro Mechanical) 스위치일 수 있으며, 일 예로 상기 스위치는 타단이 1 ns의 시간 간격으로 스위칭될 수 있으나, 스위칭 시간 간격은 이에 제한되지는 않는다.According to an embodiment of the present invention, the switch may be a Nano Electro Mechanical (NEM) switch that is switched in units of nanoseconds. For example, the other end of the switch may be switched in a time interval of 1 ns, but the switching time interval is thus It is not limited.

상기 파라미터 조절부(620)는 상기 발진기들(610)로부터 출력된 RF 신호의 파라미터를 조절할 수 있다.The parameter adjusting unit 620 may adjust a parameter of the RF signal output from the oscillators 610.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터 조절부(620)는 RF 신호의 위상을 조절하는 위상 조절부(621), 및 RF 신호의 파워를 조절하는 파워 조절부(622) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the parameter adjusting unit 620 includes at least one of a phase adjusting unit 621 for adjusting the phase of the RF signal, and a power adjusting unit 622 for adjusting the power of the RF signal. can do.

만약 상기 파라미터 조절부(620)가 상기 위상 조절부(621) 및 상기 파워 조절부(622)를 모두 포함하는 경우, 상기 위상 조절부(621)와 상기 파워 조절부(622)는 서로 종속 접속될 수 있다.If the parameter adjusting unit 620 includes both the phase adjusting unit 621 and the power adjusting unit 622, the phase adjusting unit 621 and the power adjusting unit 622 may be cascaded to each other. I can.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파라미터 조절부(620)는 상기 위상 조절부(621)의 출력단에 상기 파워 조절부(622)의 입력단이 종속 접속되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 위상 조절부(621)가 RF 신호의 위상을 조절한 뒤, 상기 파워 조절부(622)가 상기 위상이 조절된 RF 신호의 파워를 조절할 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the parameter adjustment unit 620 may be configured such that an input terminal of the power adjustment unit 622 is cascaded to an output terminal of the phase adjustment unit 621. In this case, after the phase adjustment unit 621 adjusts the phase of the RF signal, the power adjustment unit 622 may adjust the power of the RF signal whose phase is adjusted.

일 실시예에 따르면, 상기 위상 조절부(621)는 RF 신호의 전압 위상과 전류 위상을 일치시키고, 상기 위상 조절부(621)로 입력되는 RF 신호의 위상과 상기 위상 조절부(621)로부터 출력되는 RF 신호의 위상을 일치시킬 수 있다.According to an embodiment, the phase adjusting unit 621 matches the voltage phase and the current phase of the RF signal, and outputs the phase of the RF signal input to the phase adjusting unit 621 and the phase adjusting unit 621 The phase of the RF signal can be matched.

이와 같이 RF 신호의 위상을 조절하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 위상 조절부(621)는 위상 검출기(6211), 루프 필터(6212), 위상 조절기(6213) 및 주파수 분할기(6214)를 포함할 수 있다.In order to adjust the phase of the RF signal in this way, as shown in FIG. 3, the phase adjustment unit 621 includes a phase detector 6211, a loop filter 6212, a phase adjuster 6213, and a frequency divider 6214. Can include.

일 실시예에 따르면, 상기 파워 조절부(622)는 RF 신호의 진폭을 증폭시키는 증폭기를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the power adjusting unit 622 may include an amplifier that amplifies the amplitude of the RF signal.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파워 조절부(622)는 연산 증폭기를 포함할 수 있으나, 증폭기의 종류 및 구성은 이에 제한되지 않는다.For example, as shown in FIG. 3, the power adjusting unit 622 may include an operational amplifier, but the type and configuration of the amplifier are not limited thereto.

전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결부(630)가 상기 발진기들(610)에 의해 발생된 RF 신호들 중 어느 하나를 상기 파라미터 조절부(620)에 인가하되, 상기 RF 신호들 중에서 상기 파라미터 조절부(620)에 인가되는 RF 신호를 반복적으로 변경함으로써, 상기 RF 신호 생성기(600)는 복수의 발진기들(610)로부터 발생된 복수의 RF 신호들을 하나의 파라미터 조절부(620)를 통해 RF 신호의 파라미터를 조절하여 부하에 공급할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described above, the connection unit 630 applies any one of the RF signals generated by the oscillators 610 to the parameter control unit 620, but among the RF signals, the By repeatedly changing the RF signal applied to the parameter control unit 620, the RF signal generator 600 converts a plurality of RF signals generated from the plurality of oscillators 610 through a single parameter control unit 620. RF signal parameters can be adjusted and supplied to the load

그 결과, 장비에 요구되는 RF 신호의 수가 늘어나도 그에 따라 RF 신호 생성기의 사이즈 및 가격이 상승하는 것을 억제하면서 RF 신호들을 보다 단순하게 제어할 수 있다.As a result, even if the number of RF signals required for the equipment increases, it is possible to control the RF signals more simply while suppressing the increase in the size and price of the RF signal generator accordingly.

이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.In the above, the present invention has been described through the embodiments, but the above embodiments are merely for explaining the spirit of the present invention and are not limited thereto. One of ordinary skill in the art will understand that various modifications may be made to the above-described embodiments. The scope of the present invention is defined only through interpretation of the appended claims.

10: 기판 처리 장치
100: 챔버
200: 기판 지지 어셈블리
300: 샤워 헤드
400: 가스 공급 유닛
500: 배플 유닛
600: RF 신호 생성기
610: 발진기들
611: 제 1 발진기
612: 제 2 발진기
620: 파라미터 조절부
621: 위상 조절부
622: 파워 조절부
630: 연결부10: substrate processing apparatus
100: chamber
200: board support assembly
300: shower head
400: gas supply unit
500: baffle unit
600: RF signal generator
610: oscillators
611: first oscillator
612: second oscillator
620: parameter control unit
621: phase adjustment unit
622: power regulator
630: connection

Claims

A plurality of oscillators generating an RF signal;
A parameter adjusting unit for adjusting a parameter of the RF signal; And
A connection unit connecting any one of the oscillators to the parameter control unit, and repeatedly changing an oscillator connected to the parameter control unit;
RF signal generator comprising a.

The method of claim 1,
The oscillators are:
RF signal generator that generates RF signals of different frequencies.

The method of claim 1,
The parameter control unit:
A phase adjuster for adjusting the phase of the RF signal; And
A power adjuster that adjusts the power of the RF signal;
RF signal generator comprising at least one of.

The method of claim 3,
The parameter control unit:
After the phase control unit adjusts the phase of the RF signal, the power control unit is configured to adjust the power of the phase-adjusted RF signal.

The method of claim 3,
The parameter control unit:
An RF signal generator configured to be cascaded to the phase control unit and the power control unit.

The method of claim 3,
The power adjuster:
RF signal generator comprising an amplifier for amplifying the amplitude of the RF signal.

The method of claim 1,
The connection part:
An RF signal generator for changing the oscillator connected to the parameter control unit to a period shorter than or equal to the period of the RF signal.

The method of claim 2,
The connection part:
An RF signal generator configured to change the oscillator connected to the parameter control unit to a period shorter than or equal to a period of an RF signal having a highest frequency among RF signals generated by the oscillators.

The method of claim 1,
The connection part:
RF signal generator comprising a switch having one end connected to the input terminal of the parameter control unit and the other end being switched between the output terminals of the oscillators.

A first oscillator generating an RF signal of a first frequency;
A second oscillator generating an RF signal of a second frequency higher than the first frequency;
A phase adjuster for adjusting the phase of the RF signal output from the first or second oscillator;
An amplifier amplifying the RF signal output from the phase control unit; And
A switch having one end connected to the input terminal of the phase control unit and the other end switching between the output terminal of the first oscillator and the output terminal of the second oscillator;
RF signal generator comprising a.

The method of claim 10,
The switch is:
The RF signal generator in which the other end is switched at a time interval shorter than or equal to the period of the RF signal of the second frequency.

The method of claim 11,
The first oscillator generates an RF signal having a frequency of 2 MHz,
The second oscillator generates an RF signal having a frequency of 13.56 MHz,
The switch is an RF signal generator in which the other end is switched at a time interval of 1 ns.

A chamber providing a space in which a substrate is processed;
A substrate support assembly supporting the substrate in the chamber;
A gas supply unit supplying gas into the chamber; And
And a plasma generation unit that excites the gas in the chamber into a plasma state, wherein the plasma generation unit:
An RF power source for generating an RF signal; And
It includes a plasma source for generating plasma by receiving the RF signal,
The RF power source is:
A plurality of oscillators generating an RF signal;
A parameter adjusting unit for adjusting a parameter of the RF signal; And
A substrate processing apparatus comprising: a connection unit connecting any one of the oscillators to the parameter control unit, and repeatedly changing an oscillator connected to the parameter control unit.

The method of claim 13,
The plasma source is:
A substrate processing apparatus comprising at least one of an electrode and a coil provided in the chamber.

The method of claim 13,
The oscillators are:
A substrate processing apparatus that generates RF signals of different frequencies.

The method of claim 13,
The parameter control unit:
A phase adjuster for adjusting the phase of the RF signal; And
A power adjuster that adjusts the power of the RF signal;
A substrate processing apparatus comprising at least one of.

The method of claim 16,
The parameter control unit:
After the phase control unit adjusts the phase of the RF signal, the power control unit is configured to adjust the power of the phase-adjusted RF signal.

The method of claim 16,
The parameter control unit:
A substrate processing apparatus configured to be cascade connected to the phase adjustment unit and the power adjustment unit.

The method of claim 16,
The power adjuster:
A substrate processing apparatus comprising an amplifier for amplifying the amplitude of the RF signal.

The method of claim 13,
The connection part:
A substrate processing apparatus configured to change the oscillator connected to the parameter control unit to a period shorter than or equal to the period of the RF signal.

The method of claim 15,
The connection part:
A substrate processing apparatus configured to change the oscillator connected to the parameter control unit to a period shorter than or equal to a period of an RF signal having a highest frequency among RF signals generated by the oscillators.

The method of claim 13,
The connection part:
A substrate processing apparatus comprising a switch having one end connected to the input end of the parameter control unit and the other end being switched between the output ends of the oscillators.

The method of claim 22,
The oscillators are:
A first oscillator for generating an RF signal having a frequency of 2 MHz; And
It includes a second oscillator for generating an RF signal having a frequency of 13.56 MHz,
The switch is a substrate processing apparatus in which the other end is switched at a time interval of 1 ns.